(57)【要約】【課題】磁石埋め込み型回転子を高速回転させても回転子が応力集中によって破断する恐れがなく、効率良く運転することが可能な電動機を得ること。【解決手段】固定子２０と、固定子２０の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置された回転子１０とを有する電動機であって、固定子２０の各ティース部２２の内周側先端面は、回転子１０の外周面と径方向に対向し、回転子１０は、周方向に配置された複数の磁石埋め込み孔１１に永久磁石１２が埋め込まれる磁石埋め込み型の回転子１０であり、永久磁石１２の外径側を磁極部とし、永久磁石１２と永久磁石１２の間の外径側を極間部とし、磁極部の鉄心を外周部鉄心１５とし、永久磁石１２の内径側の鉄心を内周部鉄心１４としたとき、磁石埋め込み孔１１毎に外周部鉄心１５と内周部鉄心１４とを径方向の少なくとも一箇所で係合させる係合部１８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のヨーク部の内周側から中心に向かって放射状に突出する複数のティース部毎にそれぞれ巻線が巻回される固定子と、前記固定子の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置された回転子とを有する電動機であって、
前記各ティース部の内周側先端面は、前記回転子の外周面と径方向に対向し、
前記回転子は、周方向に配置された複数の磁石埋め込み孔に永久磁石が埋め込まれる磁石埋め込み型の回転子であって、永久磁石の外径側を磁極部とし、永久磁石と永久磁石の間の外径側を極間部とし、前記磁極部の鉄心を外周部鉄心とし、前記永久磁石の内径側の鉄心を内周部鉄心としたとき、
前記磁石埋め込み孔毎に前記外周部鉄心と前記内周部鉄心とを径方向の少なくとも一箇所で係合させる係合部を設けていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記係合部は、
前記外周部鉄心と前記内周部鉄心の一方に前記磁石埋め込み孔を介して他方に向かって径方向に伸びる係合軸を設け、
前記係合軸は同係合軸の先端の幅を周方向に広げた先端部を備え、
前記外周部鉄心と前記内周部鉄心の他方に、前記先端部を収容する収容孔を設け、
前記収容孔の前記磁石埋め込み孔との境界部付近に前記先端部の周方向幅よりも狭く形成された括れ部を備え、
前記係合軸および前記先端部が前記収容孔および前記括れ部に対して非接触に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記係合部の前記収容孔と前記係合軸および前記先端部との間に設けられた所定空間内を非磁性材料で満たし、前記係合部が前記外周部鉄心と前記磁石埋め込み孔に埋め込まれた永久磁石とを前記内周部鉄心に固定することを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記係合部の前記収容孔と前記係合軸および前記先端部との間に設けられた前記所定空間は、
前記回転子が所定回転数以下では、前記所定空間を維持した状態で回転が継続され、
前記回転子が所定回転数を超え、前記外周部鉄心と前記永久磁石とが遠心力によって外周側に膨らむ力が加わると、前記係合部の前記括れ部と前記先端部とが係合し、前記内周部鉄心が前記係合部を介して前記外周部鉄心と前記永久磁石の径方向への飛び出しを防止していることを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項５】
前記係合部は、前記磁石埋め込み孔に埋め込まれる前記永久磁石を複数に分割する仕切りを兼ねていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子とその回転子の外側に配置された固定子とを備えた電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、民生機器や産業機器などに使用される電動機において、回転子鉄心に永久磁石を埋め込んで構成された磁石埋め込み型回転子と、その回転子の外周部（本明細書では外周部鉄心ともいう）に環状に配置された固定子とを備えている。
【０００３】
この種の磁石埋め込み型回転子を用いた一般的な電動機としては、例えば、特許文献１に示すように、回転子用コアには回転軸に沿って延在する格納孔が複数設けられ、その格納孔には永久磁石が格納されるようになっている。回転子用コアは、内周部（本明細書では内周部鉄心ともいう）と、外周部と、永久磁石保持部とを備え、内周部は格納孔に対して回転軸側にあり、外周部は格納孔に対して回転軸と反対側にあり、永久磁石保持部は外周部とは離間しつつ、内周部から延在し、内周部とともに永久磁石を挟むように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２００５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した磁石埋め込み型回転子を用いた電動機では、同じ界磁磁極に属する永久磁石の組の両端から、回転子用コアの外周縁へと延在する空隙（フラックスバリア）が形成され、かかる空隙は回転子用コアの外周縁近傍まで延在しており、この空隙と外周縁とで挟まれた部位のコアを特許文献１では連結部（本明細書ではブリッジ部ともいう）と称している。このブリッジ部（連結部）の径方向の厚みは、異なる界磁磁極に属する永久磁石同士の磁束がブリッジ部（連結部）を介して短絡することを抑制するため、薄く構成することが望ましい。
【０００６】
このようにブリッジ部（連結部）の径方向の厚みを低減すると、回転子が回転する際に永久磁石に作用する遠心力が外周部へと伝達され、ブリッジ部（連結部）に応力が集中する。そこで、特許文献１では、永久磁石保持部を内周部から延在させることにより、永久磁石に作用する遠心力が外周部へ伝達しないように構成している。
【０００７】
しかしながら、このような回転子用コアにあっては、永久磁石保持部により永久磁石を内周部側から保持しているが、外周部はブリッジ部（連結部）だけで保持しているため、高回転時に遠心力が働いてブリッジ部（連結部）に応力が集中し、破断する恐れがあった。
【０００８】
そこで、ブリッジ部（連結部）を厚く構成することで強度を上げることも可能であるが、磁石磁束の短絡量が増えてしまい、電動機の効率が低下するという新たな問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁石埋め込み型回転子を高速回転させても回転子が応力集中によって破断する恐れがなくなり、効率良く運転することが可能な電動機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、環状のヨーク部の内周側から中心に向かって放射状に突出する複数のティース部毎にそれぞれ巻線が巻回される固定子と、前記固定子の内周側に所定間隔を隔てて回転可能に配置された回転子とを有する電動機であって、前記各ティース部の内周側先端面は、前記回転子の外周面と径方向に対向し、前記回転子は、周方向に配置された複数の磁石埋め込み孔に永久磁石が埋め込まれる磁石埋め込み型の回転子であって、永久磁石の外径側を磁極部とし、永久磁石と永久磁石の間の外径側を極間部とし、前記磁極部の鉄心を外周部鉄心とし、前記永久磁石の内径側の鉄心を内周部鉄心としたとき、前記磁石埋め込み孔毎に前記外周部鉄心と前記内周部鉄心とを径方向の少なくとも一箇所で係合させる係合部を設けていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記係合部は、前記外周部鉄心と前記内周部鉄心の一方に前記磁石埋め込み孔を介して他方に向かって径方向に伸びる係合軸を設け、前記係合軸は同係合軸の先端の幅を周方向に広げた先端部を備え、前記外周部鉄心と前記内周部鉄心の他方に、前記先端部を収容する収容孔を設け、前記収容孔の前記磁石埋め込み孔との境界部付近に前記先端部の周方向幅よりも狭く形成された括れ部を備え、前記係合軸および前記先端部が前記収容孔および前記括れ部に対して非接触に収容されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記係合部の前記収容孔と前記係合軸および前記先端部との間に設けられた所定空間内を非磁性材料で満たし、前記係合部が前記外周部鉄心と前記磁石埋め込み孔に埋め込まれた永久磁石とを前記内周部鉄心に固定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記係合部の前記収容孔と前記係合軸および前記先端部との間に設けられた前記所定空間は、前記回転子が所定回転数以下では、前記所定空間を維持した状態で回転が継続され、前記回転子が所定回転数を超え、前記外周部鉄心と前記永久磁石とが遠心力によって外周側に膨らむ力が加わると、前記係合部の前記括れ部と前記先端部とが係合し、前記内周部鉄心が前記係合部を介して前記外周部鉄心と前記永久磁石の径方向への飛び出しを防止していることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記係合部は、前記磁石埋め込み孔に埋め込まれる前記永久磁石を複数に分割する仕切りを兼ねていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、係合部によって磁石埋め込み型回転子の外周部鉄心と内周部鉄心とを係合させるようにしたため、高速回転時の遠心力によって回転子が破断する恐れがなくなり、外周部鉄心を保持するブリッジ部を薄く形成できることから、磁石磁束の短絡量の増加を抑え、電動機の効率低下を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係る電動機の固定子に回転子を配置した状態を示す断面構成図である。
【図２】図２は、図１の回転子の拡大図である。
【図３】図３は、図２の回転子の磁石埋め込み孔の部分拡大図である。
【図４】図４は、図３の磁石埋め込み孔に形成された係合部の一構成例を示す部分拡大図である。
【図５】図５は、図４の係合部の所定空間に非磁性材料を充填して固定した状態を示す部分拡大図である。
【図６】図６は、図３の係合部の収容孔に所定空間を隔てて係合軸および先端部を収容し回転子を高速回転させた時の外周部鉄心の変形状態を示す図である。
【図７】図７は、磁石埋め込み孔に形成された係合部の別の構成例を示す図である。
【図８】図８は、磁石埋め込み孔に形成された係合部のさらに別の構成例を示す図である。
【図９】図９は、図３の係合部を磁石埋め込み孔の両端部に配置した構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、図３の係合部を磁石埋め込み孔の途中に複数配置して永久磁石を３分割した構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる電動機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明に係る電動機の固定子に回転子を配置した状態を示す断面構成図であり、図２は、図１の回転子の拡大図であり、図３は、図２の回転子の磁石埋め込み孔の部分拡大図であり、図４は、図３の磁石埋め込み孔に形成された係合部の一構成例を示す部分拡大図であり、図５は、図４の係合部の所定空間に非磁性材料を充填して固定した状態を示す部分拡大図である。
【００１９】
図１に示すように、実施例１に係る電動機３０の固定子２０は、環状に打抜き形成された電磁鋼板を積層して筒状に形成され、リング状のヨーク部２１と、ヨーク部２１から中心に向かって突出する複数のティース部２２とを備え、ティース部２２の先端から周方向に先端エッジ部２３が突出している。
【００２０】
夫々のティース部２２には、３相の固定子巻線（図示せず）を集中巻きすることによって固定子２０を構成している。そして、固定子２０の内周側には、回転子１０が所定間隔を隔てて配置されている。
【００２１】
実施例１の電動機３０の回転子１０は、図２に示すように、薄い珪素鋼板（磁性体）を多数積層して円柱状に形成され、外周寄りの位置に６０°間隔で配置された６箇所のリベット１６により一体化されている。回転子１０の中心には、回転軸１７が挿通され固定されている。  
【００２２】
円柱状の回転子１０には、環状に所定間隔で形成された６個の細長の磁石埋め込み孔１１が形成されている。図２に示す磁石埋め込み孔１１は、回転軸１７を中心として６角形の各辺を成すように形成されている。回転子１０の磁石埋め込み孔１１の外周側は、外周部鉄心１５が形成され、ここを磁極部と称し、回転子１０の磁石埋め込み孔１１の内周側は、内周部鉄心１４と称する。また、回転子１０の磁石埋め込み孔１１の周方向両端部には、磁束の短絡を防止するための非磁性部として、回転子１０の外周に向かって延びるフラックスバリア（空隙）１３が外周縁近傍まで延在し、ここを極間部と称する。フラックスバリア（空隙）１３と回転子１０の外周縁とに挟まれた部位は、ブリッジ部１９と称する。
【００２３】
本発明に係る電動機３０の特徴的な構成は、図２および図３に示すように、回転子１０の磁石埋め込み孔１１毎に少なくとも一つの係合部１８が設けられている点にある。磁石埋め込み孔１１に埋め込まれる板状の永久磁石１２は、図２および図３に示すように、係合部１８を仕切りとして複数に分割される。
【００２４】
実施例１に係る係合部１８の一構成例としては、図４に示すように、外周部鉄心１５から磁石埋め込み孔１１を介し、内周部鉄心１４に向かって係合軸１８ａが径方向に伸び、係合軸１８ａの先端の幅を周方向に広げた先端部１８ｂを備えている。係合軸１８ａと対向する内周部鉄心１４側には、所定の空間を隔てて先端部１８ｂを非接触に収容する収容孔１８ｄが形成されている。そして、収容孔１８ｄと磁石埋め込み孔１１との境界部付近には、先端部１８ｂの周方向幅よりも狭い括れ部１８ｃが形成されている。このように、係合部１８の係合軸１８ａは、図４に示すように、永久磁石１２および括れ部１８ｃに対して所定の空間を隔てているため、非接触である。
【００２５】
このように構成された係合部１８は、図４に示すように、係合軸１８ａの周方向幅をａとし、先端部１８ｂの周方向幅をｂとし、括れ部１８ｃの周方向間隔をｃとした場合、それらの大小関係は、次式（１）に示す関係となる。
ｂ＞ｃ＞ａ  ………（１）
【００２６】
実施例１では、図４のように構成された係合部１８を用いて、図５に示すように、係合部１８の収容孔１８ｄと係合軸１８ａおよび先端部１８ｂとの間に設けられた所定空間内に非磁性材料（図中の砂地部分）で満たして固定している。これにより、係合部１８は、外周部鉄心１５と内周部鉄心１４とを短絡させずに固定できるため、外周部鉄心１５と永久磁石１２の回転時の遠心力（図３の白抜き矢印Ａ）による飛び出しを防止すると共に、磁石磁束の短絡量が増えないことから、電動機の効率低下も防止することができる。
【００２７】
なお、実施例１で用いる非磁性材料としては、種々のものが使用可能であるが、ここでは高耐熱性、耐薬品性、精密成形性を兼ね備えたＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）を好ましく用いている。
【実施例２】
【００２８】
図６は、図３の係合部の収容孔に所定空間を隔てて係合軸および先端部を収容し回転子を高速回転させた時の外周部鉄心の変形状態を示す図である。
【００２９】
実施例２に係る電動機の係合部１８の構成例の特徴は、図４に示すように、内周部鉄心１４に設けられた収容孔１８ｄと、外周部鉄心１５から径方向に延びる係合軸１８ａおよびその先端部１８ｂとの間に所定空間が設けられた状態で構成されている点にある。つまり、回転子１０が所定回転数以下の低速回転で回転している場合は、回転子１０に対して遠心力（図３の白抜き矢印Ａ）がそれ程大きく作用しないため、図３および図４に示すように、係合部１８の収容孔１８ｄに対し係合軸１８ａおよび先端部１８ｂとの間で所定の空間を維持した状態が継続される。
【００３０】
ところが、回転子１０が所定回転数を超えて、外周部鉄心１５と永久磁石１２に対し一定以上の遠心力（図３の白抜き矢印Ａ）が作用するようになると、係合部１８が図６に示すような状態となる。つまり、外周部鉄心１５と永久磁石１２に遠心力が働き、外周部鉄心１５が外径側に膨らむと（図６の白抜き矢印Ｂ）、係合部１８の係合軸１８ａが外周部鉄心１５と共に外径側に引っ張られ、括れ部１８ｃに先端部１８ｂが突き当たり、外周部鉄心１５がそれ以上外径側に膨らまないよう固定される。図６では、変形状態を分かり易く説明するため、変形の度合いを誇張して描いているが、実際には係合部１８の先端部１８ｂと収容孔１８ｄとの間の所定空間分だけ外周部鉄心１５が外径側に膨らむ程度である。
【００３１】
実施例２の電動機では、回転子１０を高速回転させた場合に、外周部鉄心１５と永久磁石１２が僅かに外径側に膨らむが、それ以上突出しないように係合部１８がストッパの役割を果たすため、外周部鉄心１５を支えるブリッジ部１９の径方向の厚みを薄く構成しても破断する恐れが無くなる。このため、回転子１０の通常回転運転時には、磁石磁束の短絡量を少なくすることが可能となり、電動機を効率良く運転することができる。
【００３２】
また、実施例２の電動機では、回転子１０が所定回転数を超える高速回転になると、図６に示すように、係合部１８の先端部１８ｂが収容孔１８ｄの括れ部１８ｃに突き当たり、外周部鉄心１５と内周部鉄心１４とが短絡することで磁束が弱まる、弱め界磁効果を得ることができる。
【００３３】
これは、一般的な電動機の場合、回転子１０を高速回転させようとして電動機の回転数を上げると、固定子巻線に発生する逆起電力が大きくなり、電動機の駆動電流を高めたとしてもそれ以上回転数が上がらなくなることが知られている。そこで、回転子１０を高速回転させようとすると、発生している逆起電力を減少させるため、磁界を発生させている界磁の力を弱める弱め界磁制御を行う必要がある。しかしながら、一般に行われている弱め界磁制御は、電機子からトルクに寄与しないｄ軸電流を流すことで得ているが、ｄ軸電流を流すことで逆に銅損が増えてしまい、効率が低下するという問題が指摘されている。
【００３４】
この点、本実施例２の電動機では、上記した係合部１８の働きによりｄ軸電流を流すことなく弱め界磁効果を得ることができるため、銅損の増加を防ぎつつ、高速回転時における回転数の上昇と効率の向上を実現することが可能となる。
【００３５】
このように、本実施例２の電動機にあっては、係合部１８の働きによって回転子１０が所定回転数以下の通常回転運転時の場合、磁石磁束の短絡量を少なくすることができ、効率の良い運転を行うことができる。
【００３６】
また、本実施例２の電動機にあっては、回転子１０が所定回転数以上の高速回転運転時の場合、係合部１８がストッパの役割を果たすことで、遠心力により外周部鉄心１５と永久磁石１２が外径側に飛び出して破断するのを防ぐことができる。
【００３７】
さらに、本実施例２の電動機にあっては、回転子１０が所定回転数を超える高速回転運転時の場合、遠心力によって係合部１８の先端部１８ｂが収容孔１８ｄの括れ部１８ｃに突き当たって、外周部鉄心１５と内周部鉄心１４とが短絡することで磁束が弱まる、弱め界磁効果が得られるため、銅損の増加を防ぎつつ、高速回転時における回転数の上昇と効率の向上を実現することができる。
【００３８】
なお、実施例２における電動機では、回転子１０を所定回転数以下で運転するか、所定回転数を超えて運転するかによって、制御内容を変える必要があるため、回転子１０の回転数に対する係合部１８の撓み具合によって、係合部１８の括れ部１８ｃと先端部１８ｂとが係合するタイミングを調整する必要がある。例えば、実施例２では、使用する外周部鉄心１５の材料と大きさ、永久磁石１２の材料と大きさ、ブリッジ部１９の厚さ、係合部１８の各部の形状と、収容孔１８ｄと係合軸１８ａおよび先端部１８ｂとの間に設ける所定空間の幅などを電動機の用途に合わせて適宜調整している。
【実施例３】
【００３９】
図７は、磁石埋め込み孔に形成された係合部の別の構成例を示す図である。実施例３では、図３に示すような係合部１８とは異なる形状からなる係合部４０を用いて実施している。
【００４０】
すなわち、実施例３の電動機の回転子は、図７に示すように、外周部鉄心１５から磁石埋め込み孔１１を介し、内周部鉄心１４に向かって係合軸４０ａが径方向に伸び、係合軸４０ａの幅が先端に行くに従って徐々に周方向に広げることで先端部４０ｂを構成している。一方、係合軸４０ａと対向する内周部鉄心１４側には、所定空間を隔てて先端部４０ｂを収容する収容孔４０ｄが形成されている。そして、収容孔４０ｄと磁石埋め込み孔１１との境界部付近は、先端部４０ｂの周方向幅よりも狭い括れ部４０ｃが形成されている。
【００４１】
このように構成された係合部４０は、図７に示すように、係合軸４０ａの周方向幅をａとし、先端部４０ｂの周方向幅をｂとし、括れ部４０ｃの周方向間隔をｃとした場合に、実施例１の式（１）と同様の大小関係にある。
【００４２】
実施例３に係る電動機によれば、実施例１と同様に、係合部４０の収容孔４０ｄと係合軸４０ａおよび先端部４０ｂとの間に設けられた所定空間内に非磁性材料で満たして固定することにより、係合部４０が外周部鉄心１５と内周部鉄心１４とを短絡させることなく固定できるため、外周部鉄心１５と永久磁石１２の回転時の遠心力による飛び出しを防止すると共に、磁石磁束の短絡量が増えないことから、電動機の効率低下も防止することができる。
【００４３】
また、実施例３に係る電動機によれば、実施例２と同様に、内周部鉄心１４に設けられた収容孔４０ｄと、外周部鉄心１５から径方向に延びる係合軸４０ａおよびその先端部４０ｂとの間に所定空間が設けられた状態で構成することにより、係合部４０の働きによって回転子１０が所定回転数以下の通常回転運転時の場合、磁石磁束の短絡量を少なくすることができ、効率の良い運転を行うことができる。
【００４４】
また、本実施例３の電動機にあっては、実施例２と同様に、回転子１０が所定回転数以上の高速回転運転時の場合、係合部４０がストッパの役割を果たすため、遠心力により外周部鉄心１５と永久磁石１２が外側に飛び出して破断するのを防ぐことができる。
【００４５】
さらに、本実施例３の電動機にあっては、回転子１０が所定回転数を超える高速回転運転時の場合、遠心力によって係合部４０の先端部４０ｂが収容孔４０ｄの括れ部４０ｃに突き当たって、外周部鉄心１５と内周部鉄心１４とが短絡することで磁束が弱まる、弱め界磁効果が得られるため、銅損の増加を防ぎつつ、高速回転時における回転数の上昇と効率の向上を実現することができる。
【実施例４】
【００４６】
図８は、磁石埋め込み孔に形成された係合部のさらに別の構成例を示す図である。実施例４を示す図８では、図３に示した係合部１８と形状は同じであるが、設置方向を径方向に対して反対側に設けた係合部５０を用いて実施している。
【００４７】
すなわち、実施例４の電動機の回転子は、図８に示すように、内周部鉄心１４から磁石埋め込み孔１１を介し、外周部鉄心１５に向かって係合軸５０ａが径方向外側に伸び、係合軸５０ａの先端の幅を周方向に広げた先端部５０ｂを備えている。係合軸５０ａと対向する外周部鉄心１５側には、所定の空間を隔てて先端部５０ｂを非接触に収容する収容孔５０ｄが形成されている。そして、収容孔５０ｄと磁石埋め込み孔１１との境界部付近には、先端部５０ｂの周方向幅よりも狭い括れ部５０ｃが形成されている。
【００４８】
なお、係合部５０の各部の大小関係については、図４および式（１）と同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
実施例４に係る電動機によれば、実施例１と同様に、係合部５０の収容孔５０ｄと係合軸５０ａおよび先端部５０ｂとの間に設けられた所定空間内を非磁性材料で満たして固定することにより、係合部５０が外周部鉄心１５と内周部鉄心１４とを短絡させることなく固定できるため、外周部鉄心１５と永久磁石１２の回転時の遠心力による飛び出しを防止できると共に、磁石磁束の短絡量が増えないことから、電動機の効率低下も防止することができる。
【００５０】
また、実施例４に係る電動機によれば、実施例２と同様に、外周部鉄心１５に設けられた収容孔５０ｄと、内周部鉄心１４から径方向外側に延びる係合軸５０ａおよびその先端部５０ｂとの間に所定の空間を設けた非接触の状態で構成することにより、係合部５０の働きによって回転子１０が所定回転数以下の通常回転運転時の場合、磁石磁束の短絡量を少なくすることができ、効率の良い運転を行うことができる。
【００５１】
また、本実施例４の電動機にあっては、実施例２と同様に、回転子１０が所定回転数以上の高速回転運転時の場合、係合部５０がストッパの役割を果たすため、遠心力により外周部鉄心１５と永久磁石１２が外側に飛び出して破断するのを防ぐことができる。
【００５２】
さらに、本実施例４の電動機にあっては、回転子１０が所定回転数を超える高速回転運転時の場合、遠心力によって収容孔５０ｄの括れ部５０ｃが係合部５０の先端部５０ｂに突き当たって、外周部鉄心１５と内周部鉄心１４とが短絡することで磁束が弱まる、弱め界磁効果が得られるため、銅損の増加を防ぎつつ、高速回転時における回転数の上昇と効率の向上を実現することができる。
【実施例５】
【００５３】
図９は、図３の係合部を磁石埋め込み孔の両端部に配置した構成例を示す図である。実施例５を示す図９では、図３に示した係合部１８と形状および設置方向は同じであるが、係合部１８の設置位置を磁石埋め込み孔１１の両端の２箇所に設けて実施している。
【００５４】
すなわち、磁石埋め込み孔１１に永久磁石１２を分割することなく埋め込むことができる。また、２つの係合部１８を用いて外周部鉄心１５と永久磁石１２を内周部鉄心１４に固定しているため、より確実に固定することができる。
【００５５】
さらに、実施例５の電動機の場合も、上記実施例１〜実施例４と同様であって、係合部１８の所定空間内を非磁性材料で満たしたり、係合部１８の収容孔と係合軸およびその先端部との間に所定空間を設けた状態で構成したりすることにより、上記実施例１および実施例２と同様に好適な効果を得ることができる。
【実施例６】
【００５６】
図１０は、図３の係合部を磁石埋め込み孔の途中に複数配置して永久磁石を３分割した構成例を示す図である。実施例６を示す図１０では、図３に示した係合部１８と形状および設置方向は同じであるが、２つの係合部１８の設置位置を磁石埋め込み孔１１の途中とし、ここでは永久磁石１２を３分割する位置に設けて実施している。
【００５７】
すなわち、磁石埋め込み孔１１の途中に設けられる複数の係合部１８は、磁石埋め込み孔１１に埋め込まれる永久磁石１２を複数に分割する仕切りを兼ねている。このように、永久磁石１２を複数に分割することにより、うず電流損による損失を少なくすることが可能となり、効率の良い運転を行うことができる。
【００５８】
また、実施例５と同様に、２つの係合部１８を用いて外周部鉄心１５と永久磁石１２を内周部鉄心１４に固定しているため、より確実に固定することが可能となり、上記実施例１〜実施例４と同様に、係合部１８の所定空間内を非磁性材料で満たしたり、係合部１８の収容孔と係合軸およびその先端部との間に所定空間を設けた状態で構成したりすることにより、上記実施例１および実施例２と同様に好適な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかる電動機は、エアコンや冷蔵庫あるいは高速回転が要求される電気自動車等に組み込むことにより、高速回転時における耐久性が向上し、通常回転時から高速回転時に至るまで効率の良い運転が可能な電動機として有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  回転子
１１  磁石埋め込み孔
１２  永久磁石
１３  フラックスバリア（空隙）
１４  内周部鉄心
１５  外周部鉄心
１６  リベット
１７  回転軸
１８  係合部
１８ａ  係合軸
１８ｂ  先端部
１８ｃ  括れ部
１８ｄ  収容孔
１９  ブリッジ部
２０  固定子
２１  ヨーク部
２２  ティース部
２３  先端エッジ部
４０  係合部
４０ａ  係合軸
４０ｂ  先端部
４０ｃ  括れ部
４０ｄ  収容孔
５０  係合部
５０ａ  係合軸
５０ｂ  先端部
５０ｃ  括れ部
５０ｄ  収容孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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